การตรวจคัดกรองเสมือนจริงและการตรวจสอบการจำลองการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลของโปรตีนการถ่ายโอนคอเลสเตอรอลเอสเตอร์จากสารยับยั้งผลิตภัณฑ์ธรรมชาติⅱ

 

2 ผลลัพธ์

2.1 การตรวจสอบโครงสร้างโปรตีน

ปัจจุบันมีโครงสร้างคริสตัล 3 ตัวของโปรตีน CETP ในฐานข้อมูล PDB (2OBD, 4EWS, 4F2A) โครงสร้างผลึก 4EWS ที่ใช้ในการศึกษานี้มีความละเอียดสูงสุดและรวมกับสารยับยั้งที่มีศักยภาพโดยมีกิจกรรมถึงระดับนาโนเดียวและความละเอียด 2.59 Å ตำแหน่งที่โปรตีนและตัวยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กผูกเป็นกระเป๋าที่มีผลผูกพันเพียงอย่างเดียวของโปรตีน พื้นผิวของกระเป๋าแสดงในรูปที่ 1A จะเห็นได้ว่ามีกระเป๋าที่ไม่ชอบน้ำขนาดใหญ่ที่ตำแหน่งโมเลกุลขนาดเล็ก ดังนั้นสำหรับกระเป๋าที่มีผลผูกพันนี้
ทำการตรวจคัดกรองเสมือนจริงตามโครงสร้าง การสร้างจุดเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อนั้นขึ้นอยู่กับไซต์กระเป๋าที่มีตัวยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กอยู่ จุดศูนย์กลางของจุดเชื่อมต่อจุดถูกตั้งค่าเป็นแกนด์การตกผลึกขนาดของกล่องด้านนอกเชื่อมต่อถูกตั้งค่าให้ใกล้เคียงกับขนาดของแกนด์การตกผลึกโดยมีขนาด 10 × 10 × 10 Å3และขนาดของกล่องด้านในถูกตั้งไว้ที่ 10 Å3ดังแสดงในรูปที่ 1B

 

cistanche subpllements คุณภาพสูง

 

 

2.2 การคัดกรองเสมือนจริงตามการเชื่อมต่อ

ขึ้นอยู่กับกระเป๋าด้านบนการคัดกรองหลายรอบได้ดำเนินการในฐานข้อมูล L6000 กระบวนการเฉพาะจะแสดงในรูปที่ 2 หลังจากการคัดกรองเสมือนจริงปริมาณสูงการคัดกรองเสมือนความแม่นยำมาตรฐานและการตรวจคัดกรองเสมือนความแม่นยำเป็นพิเศษ 100 สารประกอบถูกเก็บรักษาไว้ซึ่งคะแนนการเชื่อมต่อโมเลกุลสูงสุดคือ −16.991 kcal/mol (1 cal=4. 2 J) kcal/mol สารประกอบที่เก็บรักษาได้ 100 ชิ้นได้รับคะแนนอีกครั้งโดยใช้ MM-GBSA และในที่สุดก็มีสารประกอบที่ไม่ซ้ำกัน 49 ชนิด หลังจากการวิเคราะห์การจัดกลุ่มและโครงสร้างและการซ้อนทับตำแหน่งกับโมเลกุลผลึกขนาดเล็กดั้งเดิมสารประกอบ 19 ชนิดที่มีระดับการจับคู่ที่ดีที่สุดได้รับเป็นสารประกอบของผู้สมัครดังแสดงในตารางที่ 1 และรูปที่ 3

รูปที่ 1 แผนผังไดอะแกรมของกระเป๋าผูกพันโปรตีน CETP (A) แผนผังแผนผังของไซต์การจับโปรตีน CETP (B)

รูปที่ 2 แผนภูมิการไหลของการคัดกรองเสมือนจริงและการจำลองการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุล

 

2.3 การวิเคราะห์กลุ่ม

หลังจากการวิเคราะห์การจัดกลุ่มขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันระหว่าง 19 สารประกอบที่เลือกและแกนด์ตกผลึกของ 4EWS พวกเขาถูกแบ่งออกเป็น 3 หมวดหมู่ดังต่อไปนี้ตามระดับของการทับซ้อนของโครงสร้างโมเลกุล รูปที่ 4A แสดงคลัสเตอร์แรกซึ่งมีโมเลกุลขนาดเล็ก 14 โมเลกุลแสดงว่าโครงกระดูกของโมเลกุลขนาดเล็กส่วนใหญ่มีความคล้ายคลึงกัน รูปที่ 4B แสดงคลัสเตอร์ที่สองซึ่งมีโมเลกุลขนาดเล็ก 1 โมเลกุลและรูปที่ 4C แสดงคลัสเตอร์ที่สามซึ่งมีโมเลกุลขนาดเล็ก 4 โมเลกุล สีดำในรูปเป็นแกนด์ตกผลึกและส่วนที่เหลือเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ได้จากการคัดกรองเสมือนจริง

2.4 การวิเคราะห์โหมดการผูก

โดยการพิจารณาคะแนนการเชื่อมต่อและพลังงานอิสระที่มีผลผูกพันของสารประกอบผู้สมัคร 19 สารประกอบสามอันดับแรกในแง่ของพลังงานที่มีผลผูกพันในที่สุดก็ถูกเลือกสำหรับการวิเคราะห์โหมดที่มีผลผูกพันรวมถึงCistanche glycoside a, theaflavins และกรด salvianolic b dimethyl ester ไดอะแกรมโหมดการผูกมัดของสารประกอบทั้งสามและโปรตีน CETP ถูกวาดโดยใช้ซอฟต์แวร์ Pymol ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกรดอะมิโนตกค้างของแกนด์ทั้งสามและโปรตีน CETP เป้าหมายส่งเสริมการจับตัวของโปรตีนลิแกนด์คอมเพล็กซ์ทำให้มันมีความซับซ้อนมากขึ้น
ในหมู่พวกเขาซิสตันเชไซด์ เอก่อตัวเป็นพันธะไฮโดรเจนอะโรมาติกกับ PHE463 ของโปรตีนเป้าหมายและสร้างพันธะไฮโดรเจนอะโรมาติกและการทำงานแบบซ้อนπ-πกับ PHE263; Theaflavin สร้างพันธะไฮโดรเจนคลาสสิกกับ HIS232 ของโปรตีนเป้าหมายก่อตัวเป็นพันธะไฮโดรเจนอะโรมาติกกับ PHE263 และสร้างปฏิสัมพันธ์กับไอออนบวกกับ PHE461; Dimethyl ester ของกรด Salvianolic b สร้างพันธะไฮโดรเจนอะโรมาติกกับ HIS232 และ PHE441 ของโปรตีนเป้าหมายและก่อให้เกิดการโต้ตอบแบบสแต็กπ-πกับ PHE463 ปฏิสัมพันธ์โปรตีน-ลิแกนด์อื่น ๆ รวมถึงปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำและสะพานเกลือและผลลัพธ์จะแสดงในรูปที่ 5

2.5 การจำลองการเปลี่ยนแปลงโมเลกุล

2.5.1 การคำนวณค่า RMSD

 

ดังที่แสดงในรูปที่ 6A หลังจากการจำลองของไฟล์ระบบ A-CETP Cistanchesideสำหรับ 1 0 ns ช่วงความผันผวนของ RMSD นั้นมีความเสถียรต่ำกว่า± 0. 1 nm และสถานะสมดุลของ RMSD บ่งชี้ว่าความแข็งแรงของการผูกมัดของระบบนั้นดี หลังจากการจำลอง 25 ns ความผันผวนของระบบ theaflavin-CETP เริ่มชะลอตัวลงอย่างมีนัยสำคัญและช่วงความผันผวนก็มีความเสถียรต่ำกว่า± 0 1 นาโนเมตรถึงสมดุล; ค่า RMSD ของกรดแทนนิก B dimethyl ester-cetp มีความผันผวนน้อยลงหลังจาก 1 0 ns ของการจำลองโดยมีค่าเฉลี่ย rmsd ของ 0 2-0 3 นาโนเมตรและช่วงความผันผวนมีความเสถียรต่ำกว่า 0.1 นาโนเมตร นอกจากนี้การศึกษานี้ยังคำนวณค่า RMSD ของแกนด์
ดังที่เห็นได้จากรูป Theaflavin-CETP อยู่ในสถานะที่มั่นคงในระยะเริ่มต้นของการจำลองในขณะที่Cistanche A-CETPและกรดแทนนิค B Dimethyl Ester-CETP มีความเสถียรอย่างรวดเร็วหลังจากระยะเวลาผันผวนอย่างรวดเร็ว ความแตกต่างนี้อาจเกิดจากการกำหนดค่าโมเลกุลที่แตกต่างกันและความแตกต่างในแรงปฏิสัมพันธ์ในโพรงที่มีผลผูกพัน ทั้งสามอยู่ในสมดุล

 

2.5.2 การคำนวณค่า RMSF ขึ้นอยู่กับระบบที่ซับซ้อนของโมเลกุลยาและ CETP ที่แตกต่างกัน

โปรตีนการศึกษาครั้งนี้คำนวณค่า RMSF ของกรดอะมิโนโปรตีนที่ตกค้างของแต่ละกลุ่ม ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 6B ค่า RMSF ของคีย์ตกค้างของสารประกอบโมเลกุลขนาดเล็กสามตัวที่ทำหน้าที่อยู่บน CETP อยู่ในระดับที่ค่อนข้างต่ำโดยมีค่าเฉลี่ยประมาณ 0 16 นาโนเมตรแสดงให้เห็นว่าการผูกโปรตีน CETP กับ ligands โปรตีน

 

2.5.3 การคำนวณค่า SASA

ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 6C SASA ของคอมเพล็กซ์ทั้งสองของ Cistanche A-CETP และ TheAflavin-CETP ในระยะแรกของการจำลองรอบ ๆ {0-15 ns ลดลงอย่างรวดเร็ว การลดลงของ SASA สามารถอนุมานได้ว่าแกนด์ถูกผูกไว้อย่างแน่นหนากับไซต์ที่ใช้งานของโปรตีนและอาจมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในกระเป๋าที่มีผลผูกพันหรือแม้กระทั่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโปรตีน เมื่อการจำลองยังคงดำเนินต่อไปเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอะตอมของโปรตีนและแกนด์ทั่วไป SASA เพิ่มขึ้นในระดับหนึ่งในระยะกลางของการจำลองและคาดการณ์ว่าการผูกมัดระหว่างทั้งสองอ่อนแอในขั้นตอนนี้ นี่อาจเป็นเพราะการลดลงของเสถียรภาพที่เกิดจากการรบกวนโครงสร้างโปรตีน หลังจากนั้น Sasa เข้าสู่ขั้นตอนที่สามและลดลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งสิ้นสุดการจำลอง SASA ของคอมเพล็กซ์ของกรด Salvianolic B dimethyl ester-CETP กลุ่มลดลงตลอดกระบวนการทั้งหมดและเข้าสู่สถานะที่มั่นคงหลังจากประมาณ 40 ns

 

2.5.4 การวิเคราะห์โครงสร้างโครงสร้างรอง

ดังที่แสดงในรูปที่ 7 อัตราส่วนเนื้อหา -Helix ของโปรตีนในคอมเพล็กซ์สามกลุ่มนั้นมีความเสถียรที่สุดและไม่พบการเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างชัดเจน ใน Cistancheside A -CETP สามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนว่าเนื้อหาแผ่นลดลงและขดลวดจะเพิ่มขึ้นในขั้นตอนของ 0-25 ns และการเพิ่มขึ้นและลดการเปลี่ยนแปลงจะถูกกู้คืนหลังจาก 25 ns ใน Theaflavin -CETP จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นส่วนใหญ่จะปรากฏในการแปลงร่วมกันของ -turn และขดลวด ในกรดแทนนิค B dimethyl ester -CETP การเปลี่ยนแปลงหลักคือการลดลงของ -sheet และการเพิ่มขึ้นของขดลวด การเปลี่ยนแปลงของเนื้อหาโครงสร้างทุติยภูมิโปรตีนส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากประเภทของกรดอะมิโนใกล้กับไซต์ที่มีผลผูกพัน เนื่องจากตำแหน่งเฉพาะที่แตกต่างกันของโมเลกุลแกนด์ในคอมเพล็กซ์ที่แตกต่างกันและประเภทและความแข็งแกร่งของแรงปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันความสอดคล้องของโปรตีนของแต่ละกลุ่มก็แตกต่างกันเช่นกัน โดยทั่วไปเนื้อหาของโครงสร้างรองโปรตีนในแต่ละกลุ่มมีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการผูกพันที่แน่นหนาของแกนด์

 

3 การสนทนา

ไขมันในเลือดเป็นคำทั่วไปสำหรับไขมันที่เป็นกลางและไขมันในพลาสมา ความสมดุลของการเผาผลาญไขมันในเลือดเป็นสิ่งสำคัญในการรักษากิจกรรมชีวิตของเซลล์และสิ่งมีชีวิต การเผาผลาญไขมันในเลือดผิดปกติมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเกิดโรคหัวใจและหลอดเลือดและหลอดเลือดสมอง, โรคทางระบบประสาทและเนื้องอก [12-13] การรับรู้และการรักษาภาวะไขมันในเลือดในการแพทย์แผนจีนได้รับการบันทึกเป็นเวลานาน การแพทย์แผนจีนมีข้อดีของทรัพยากรที่หลากหลายโครงสร้างที่หลากหลายอาการไม่พึงประสงค์น้อยและราคาต่ำ มันมีผลดีในการควบคุมความผิดปกติของไขมันและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในการวิจัยขั้นพื้นฐานและการใช้งานทางคลินิกทั้งในและต่างประเทศ [14-16]
การคัดกรองโมเลกุลขนาดเล็กของส่วนประกอบยาสมุนไพรจีนที่สามารถใช้สำหรับการควบคุมและการรักษาโรคไขมันในเลือดผิดปกติจากฐานข้อมูลโมโนเมอร์ยาจีนที่มีความเร็วสูงนั้นมีความสำคัญในทางปฏิบัติ เทคโนโลยีการคัดกรองเสมือนจริงและเทคโนโลยีการจำลองโมเลกุลพลวัตเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดและวิธีการในการวิจัยการแพทย์จีนในปัจจุบันและสามารถคัดกรองโมเลกุลยาในขนาดใหญ่ [17] CETP เป็นเอนไซม์ที่มีกฎระเบียบที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไขมันและกระบวนการ RCT ในการไหลเวียนโลหิต การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่การทำงานและบทบาทของโปรตีน CETP ผ่านการวิจัยการคัดกรองเสมือนจริงได้รับแกนด์ผู้สมัคร 19 ตัวที่มีความสัมพันธ์กับโปรตีน CETP ความหลากหลายของกระดูกสันหลังของแกนด์ผู้สมัครได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์กลุ่มและโมเลกุลขนาดเล็ก 3 แกนด์ชั้นนำถูกเลือกสำหรับการวิเคราะห์โหมดการผูกมัด ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ชอบน้ำπ-πซ้อนและสะพานเกลือระหว่างแกนด์และตัวรับมีบทบาทสำคัญในการรักษาความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งของโปรตีนลิแกนด์ การศึกษานี้ยังสำรวจความมั่นคงของคอมเพล็กซ์โปรตีน-ลิแกนด์ 3 คนผ่านการจำลอง MD ผลการศึกษาพบว่ากราฟ RMSD, RMSF และ SASA ของคอมเพล็กซ์โปรตีน-ลิแกนด์ 3 อันดับแรกมีแนวโน้มที่จะเสถียรหลังจากความผันผวนและแอมพลิจูดผันผวนมีขนาดเล็ก การเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดในเนื้อหาโครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีนยังบ่งบอกถึงการผูกมัดอย่างใกล้ชิดของแกนด์โปรตีน ดังนั้นพวกเขาจึงได้รับการพิจารณาว่าเป็นผู้สมัครที่มีศักยภาพสำหรับสารยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กที่มีความสัมพันธ์สูงกับโปรตีน CETP

 

 

Cistanche A เป็นสารประกอบ phenylethanol glycoside ซึ่งส่วนใหญ่พบในยาจีนดั้งเดิมเช่น Cistanche และ Rehmannia เศษส่วนมวลของมันใน Cistanche คือ {{0}}. 02%-0. 44%ซึ่งเป็นสารประกอบหลักและส่วนมวลใน Rehmannia คือ 0.02%-0. 07%ซึ่งเป็นสารประกอบร่องรอย [18]

Shimoda et al. [19] รายงานว่าสารสกัด Cistanche สามารถส่งผลกระทบต่อการแสดงออกของ mRNA ของการขนส่งคอเลสเตอรอลและโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญในหนูไขมันในเลือดสูงที่เกิดจากอาหารและแสดงกิจกรรมการลดคอเลสเตอรอล Theaflavins เป็นส่วนประกอบที่ไม่ซ้ำกันที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการหมักของชาดำและเนื้อหาในชาดำคือ 0. 3% -1. 5% ของของแข็ง [20] จากการศึกษาแบบสุ่มควบคุมพบว่าสารสกัดจากชาที่อุดมไปด้วย theaflavins เป็นส่วนเสริมที่มีประสิทธิภาพสำหรับอาหารไขมันอิ่มตัวต่ำและสามารถลดระดับ LDLC ในผู้ใหญ่ที่มีภาวะไขมันในเลือดสูงด้วยความอดทนที่ดี [21] Salvianolic acid b dimethyl ester เป็นส่วนประกอบที่ละลายในไขมันที่สกัดจาก Salvia miltiorrhiza และเป็นอนุพันธ์ของ dimethyl ester ของกรดซัลเวียอลิก B. เนื้อหาของทั้งสองใน Salvia miltiorrhiza ประมาณ 20: 1 การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่ากรดซัลเวียลิน B dimethyl ester มีสารต้านอนุมูลอิสระคล้ายกันการกำจัดอนุมูลอิสระและกิจกรรมทางเภสัชวิทยาต่อต้านการเต้นของหัวใจเช่นกรดซัลเวียลิอลิก B [22-23] ดังนั้นโมเลกุลขนาดเล็กตามธรรมชาติ cistanche deserticola a, theaflavins และกรด salvianolic b dimethyl ester ที่ผ่านการคัดกรองโดยการตรวจคัดกรองเสมือนจริงและการจำลองโมเลกุลพลวัตในการศึกษานี้ไม่เพียง แต่สามารถใช้การรักษาด้วยยา สารประกอบสำคัญสรุปและวิเคราะห์ยาจีนโบราณเหล่านี้และรวมเข้ากับทฤษฎีมุมมองแบบองค์รวมและทฤษฎีความแตกต่างของกลุ่มอาการของการแพทย์แผนจีนเพื่อกำหนดใบสั่งยาการแพทย์แผนจีน นอกจากนี้สารยับยั้งโปรตีน CETP อื่น ๆ เช่น isofuspastoside, diosmin และ vecinin -2 ได้รับจากการคัดกรองเสมือนจริงในการศึกษานี้เช่นเดียวกับยาจีนโบราณที่ได้รับสารประกอบธรรมชาติ